给水排水 |王殿常：我国城市水环境治理的现状与困境
导 读
我国城市水环境治理已进入以环境质量控制为目标的系统性治理阶段。全面梳理了在传统水环境治理背景下的污水处理厂、排水管网、河湖等方面的治理成效和不足，从管理机制、治理模式与技术支撑体系深入分析了造成当前城市水环境治理问题及其成因，在统筹水资源、水环境与水生态的治水背景下展望我国城市水环境治理的转变方式，以期为我国城市水环境系统治理提供思路。
引用本文：王殿常，赵云鹏，陈亚松，等. 我国城市水环境治理的现状与困境分析［J］. 给水排水，2023，49（11）：25-31.
通信作者
王殿常
博士，正高级工程师，长江生态环保集团党委书记、董事长，长江生态环境工程研究中心主任。主要研究方向为流域生态环境保护、城市水环境治理等研究和实践。
20世纪90年代以来，我国城市水环境以点源污染治理为主，主要采用末端治理思路，以污水处理厂、管网等单体项目为重点，加强污染物排放总量的控制。随着2015年《水污染防治行动计划》的颁布，我国城市水环境治理由总量控制转向以持续改善水环境质量为目标，进入河湖环境质量控制的阶段。特别是“十四五”以来，我国先后颁布了《黄河生态保护治理攻坚战行动方案》、《深入打好长江保护修复攻坚战行动方案》等一系列文件，强调统筹水资源、水环境与水生态的“三水”系统治理目标，我国水环境治理全面进入综合性、系统性治理阶段。中国共产党二十大报告指出：“我国生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化”。
尽管如此，我国城市水环境质量现状与人民对美好生活新期待仍存在差距，持续改善水环境质量是不断满足人民对美好生活新期待的必然要求，是推动经济绿色高质量发展的重要抓手。目前，我国各城市水系统中初期雨水和合流制溢流污染、河湖“反黑复臭”、水生态系统受损、水资源短缺与内涝等问题依旧突出。传统污染治理方式忽视了水环境治理的整体性、系统性和复杂性特征，导致其治理工程碎片化、多目标不协同、高投资不可持续等问题，其本质上与我国城市水环境的管理机制、治理模式、技术体系等因素有关。本文分析了我国城市水环境治理的现状与问题，深入剖析了造成困境的内在原因，以期为我国城市水环境治理方式转变提供思路。
01
我国城市水环境治理现状和问题
1.1 污水处理效能不及预期
近20年来，我国城镇污水处理规模和污染治理成效显著提高。截至2020年底，我国城市和县城污水处理厂数量达到4 326座，污水处理能力从2000年的0.22亿t/d提高至2.30亿t/d，污水处理率从34.25%提升至97.53%，总处理能力提高到2000年的10倍。我国已经成为全世界污水处理能力最大的国家之一，基本解决了城镇污水直排污染的问题，在当时的历史阶段为水污染治理做出了重要贡献。
随着《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》的发布，我国对污水处理的质量和成效提出了更高的要求。目前，污水处理规模和处理率并不能真实反映水污染治理的成效，由于合流制雨污混排、分流制雨污混错接、污水管网破损导致低浓度外水入渗，以及污水管道旱季水位高、流速低导致污染物沉降等原因，我国仍面临着污水厂进水浓度低、污水处理能耗高等运行效能低下的问题。2020年，全国31个省（区、市）的城镇污水处理厂进水COD浓度中位值为78~365 mg/L（表1），其中14个省（区、市）的污水厂进水COD浓度中位值不足200 mg/L，仅1个省（区、市）的污水厂进水COD
表1 2020年全国各省（区、市）城镇污水处理厂进水主要污染物浓度（中位值）及其比值
浓度中位值超过350 mg/L的设计标准；60%以上省（区、市）的污水处理厂进水BOD5浓度中位值低于100 mg/L；45%省（区、市）的污水处理厂进水SS/BOD5超过1.5，导致碳源利用不充分、脱氮效果差；93%以上省（区、市）的污水处理厂进水BOD5/TN＜3.6，造成投加碳源多，极大增加运行成本。大量地表水和地下水渗入污水系统、污水外漏至环境，造成污水处理效能低下、尚未充分发挥污染减排的功能。
1.2 排水管网历史欠账大
排水管网建设是城市水环境治理的核心要素。近10年来，我国的排水管网长度年平均增长率约9%，截至2021年底，我国城市排水管道总长度达87.2万km，较2011年翻了一番；建成区排水管道密度为3.37~19.08 km/km²，平均仅为12.0 km/km²（表2），仍不足日本、美国等发达国家的1/2。排水管网不仅在建设规模和密度方面存在短板，在施工和运营质量、排水规范管理等方面历史欠账较大，管道破损、渗漏、混错接等问题严重，导致城市污水集中收集率平均仅为68.6%（图1），远低于德国2009年平均水平（98.8%）。这也意味着大量污染物未经收集处理直排入地表和地下水，造成城市水环境质量恶化。
图1 2021年全国各省（区、市）建成区排水管道密度、污水处理率与城市生活污水集中收集率
在长江经济带沿线，三峡集团对安徽省芜湖市2488.8km的排水管道探测，发现结构性缺陷与功能性缺陷分别为69 570处和23 449处，混接点1 721处；对六安市2221.7km的排水管道探测，发现结构性缺陷与功能性缺陷分别为79 023处和27 776处，混接点1 569处等。同时，由于分流制管道混错接、合流制管道淤积等造成雨天溢流污染严重。湖南省株洲市1 886km雨污管网混接共2 761处，平均1.5处/km，导致部分泵站每年排入湘江的混流污水达870万m³。在经济发达的广东省，由于污水管网缺口巨大，茂名市65%的污水未经处理直接排入河道。
1.3 河湖水环境问题依然突出
近年来，随着污染治理攻坚战的深入开展，我国河湖水环境质量持续改善。2020年底全国地级及以上城市2 914个黑臭水体消除比例达98.2%；2021年全国地表水监测的3 632个国考断面中，水质优良（Ⅰ～Ⅲ类）断面占比达84.9%。主要江河、湖泊水质稳中向好，解决了老百姓关切的突出环境问题。尽管如此，消除黑臭水体只是水环境治理的初级阶段，许多城市河湖水质仍难以达到功能规划目标要求，与人民群众对优美生态环境的新期待仍有差距。与此同时，河湖季节性污染突出，汛期水质明显差于非汛期，返黑复臭问题突出，如2020年-2022年汛期，全国地表水优良断面比例比非汛期平均下降约13.5%，其中黄河流域与淮河流域汛期水质恶化问题尤为突出，2022年汛期的优良断面比例比非汛期分别下降约20%和38%（图2）。
图2 2020-2022年全国地表水、2022年黄河流域与淮河流域的优良断面比例变化趋势
河湖水生态和水资源现状仍不容乐观，距实现三水统筹目标任重道远。由于对排入河湖水体的污染物控制不彻底，入湖入河污染负荷超过水环境承载能力，导致水生态系统和功能退化，2021年在全国开展营养状态监测的209个湖泊（水库）中，有27.3%处于轻度及中度富营养状态，威胁城市水生态与供水安全；我国重点治理的长江流域太湖、巢湖、滇池的Ⅰ~Ⅲ类水质断面占比最高已提高至97.8%（表2），仍呈轻度及中度富营养状态，蓝藻水华态势未根本扭转，部分流域（如嘉陵江）水质达标率已提高至97.83%，依然存在鱼类种类和数量减少、湿地植被面积萎缩、生态流量不足等问题。我国雨洪管理方式主要依靠排水系统等灰色基础设施，造成城市内涝和溢流污染频发；部分城市为解决直排污水和溢流污染入河湖问题，盲目采用末端截流、封堵方式来控制，忽视三水统筹目标，加剧了城市内涝问题。由于城市发展和水生态破坏，1975-2015年，长江中下游、东北平原与山地、东部平原和云贵高原湖泊水域面积均呈现显著的减少趋势，其中长江中下游流域湖泊总面积减少了2132.3 km²，全国甚至有109个湖泊消亡。
表2 太湖、滇池与巢湖的水环境和水生态状况
1.4 高投入治理不可持续
传统水环境治理主要以政府为主导，由政府对所辖范围和工程内容分块组织设计、建设、运营等，通过市场竞争方式由多个社会企业承接，建立了以政府为主导的多元主体协同的治理模式。在此机制和模式背景下，城市水环境治理的资金投入不断加大。2007年以来无锡市治理太湖总投入达1023亿元，2016年以来深圳累计投入治水资金超1 200亿元，2018-2020年我国黑臭水体治理累计花费达1.5万亿元。截止2019年底，全国生态环境类PPP项目总投资已达约2万亿元，近3年来，九江市、六安市等长江沿线单座城市水环境治理投资超过百亿元，水环境治理高投入与环境质量目标间的矛盾日益突显，部分地方政府财政难以为继。
以PPP模式为例，我国生态环境PPP项目新入库数量和投资规模在2013-2017年大幅增长，致使政府在生态环境方面的投入不断增加，是PPP新入库项目数量从2018年开始大幅下降的主要原因之一，与2017年相比，2019年新增入库量减少了83.1%，总投资规模减少了85.5%。尽管自2002年市政公用事业市场化改革以来，供水、污水等经营性资产吸引社会资本方加大投入力度，通过使用者付费缓解了地方政府的财政压力，但排水管网、河湖污染治理等非经营性资产，尚无明确付费主体，通常作为公共服务由政府承担投资费用，加剧政府的财政压力。
02
我国水环境治理问题的成因分析
（1）缺乏系统化的机制和模式。城市水环境治理涵盖供排水、管网、污水处理厂、河湖等多个涉水要素，涉及住建、水务、水利、环保、市区街道、企业等多个主体参与管理和治理，即形成当前“九龙治水”的多元主体格局。由于流域治理具有跨部门、跨地域的特性，当前格局割裂了流域的系统性，加之各地区、各部门之间沟通协同不畅、治理目标不一，导致了传统城市水环境治理的碎片化。同时，不同主体职责边界不清晰，存在重叠、交叉或空白，且易受属地观念和考核评价机制影响，在跨区域水环境治理中存在互相推诿、各自为政等现象，导致“条块分割”，难以实现系统治水，并降低治理效率。
同时，我国在水环境管理方面缺乏系统化的治理设施建设和运维机制。这主要表现于排水管网的建设、运维与管理，由于政府和企业更重视城市供水系统和污水处理厂等经营性资产，忽视城市排水系统中核心的管网资产，这导致管网规划建设规模低（图2）、施工质量不达标与管理维护不到位，从而造成污水收集率低（图2）、污水处理厂运转效能低（表1）、水体反黑复臭现象普遍、水体富营养化问题突出等。
（2）缺乏系统化的理念和技术方案。城市水环境治理是系统工程，然而我国的传统治理模式缺乏系统理念，头痛医头、脚痛医脚，碎片化地关注厂、网、河等单要素，忽视了水环境治理的系统性、完整性特征。由于政府及建设单位在水环境治理方面多缺乏专业指导团队，在前期策划阶段缺乏系统规划理念，缺少涵盖源-网-厂-河湖的系统性规划，导致排水规划、海绵规划、水利规划等各类专项规划难以统一和衔接，出现污水集中收集率比污水处理率低近30%等的现象。
同时，我国水环境综合治理项目常由不同单位承担设计、施工、运维工作，由于各主体专业特长不同，难以统筹和平衡污染总量控制、水资源配置、水生态功能等需求，缺少以河湖统领“三水”的技术方案，导致其缺乏系统性与科学性，如经调研发现，上海市、重庆市、九江市等地部分片区均采用末端简单封堵截流的方式解决水体黑臭而造成内涝问题。此外，传统水环境治理忽视了科学的顶层规划，由于依赖于设计单位、工程公司提供的技术方案，受工程利益驱使，往往科学性不足、工程量庞大、投资需求高，难以持续和复制推广。
（3）缺乏适应国情的技术支撑体系。我国水环境治理起步较晚，缺乏系统性的集成技术，厂、网、河等单要素技术难以适应水环境综合治理的需求，也是现状水环境治理效率低、投入高等问题的原因之一。国外具有丰富实践和技术积累，但我国与发达国家国情存在差异，照搬国外技术未能发挥治理效果。
我国与西方发达国家在环境承载力、经济发展阶段、环境管理模式、体制机制等方面均存在较大差异（表3），西方发达国家人口密度低、经济高度发达，环境治理以保护为主，强化从源头调整生产结构、低影响开发减排，常采取以流域为主体、符合流域特点的治理模式，并注重给予资金与技术支持、建立严苛完善的法律体系、控制污染排放与负荷、强化民众教育与社会参与等。我国则面临着经济发展与环境保护双重压力，人口密度大、污染总量高、环境承载力低，在经济发展中既要补齐历史欠账，又要强调治理经济性与国情相匹配。这些差异均导致我国城市水环境治理具有差异化的技术需求，难以直接照搬发达国家的治理模式和技术，亟需突破与国情相适应的技术支撑体系。
表3 我国与发达国家在环境治理国情方面的对比
03
建议与思考
我国城市水环境治理已取得阶段性成就，但仍存在污水处理效能不及预期、排水管网成为水环境治理最大短板、河湖“三水”目标任重道远、高投入不可持续等问题。深层次原因在于传统治理方式缺乏有效统筹的治理模式、系统化治理理念和方案以及适应国情的技术支撑体系，因此，造成了治理碎片化和投入不可持续等困境。在统筹“三水”系统治水背景下，建议从以下三方面突破我国城市水环境的治理方式。
（1）建立系统治理模式和机制。将城市水系统中的“厂”“网”“河湖”“岸带”等涉水要素作为整体考虑，由同一主体系统统筹并制定治理目标、规划顶层方案、建立实施和运维策略，通过建立系统治理模式和机制，解决水环境治理的机制障碍，变“九龙治水”为“一龙管水”，从而解决工程治理碎片的问题，实现多目标统一。同时，以当前水环境系统最大短板——排水管网为关键要素，建立涵盖规划、建设、运营、维护等多维度的实施策略，并赋予其投资属性，通过加大投资力度、创新付费机制，建立可考核、可持续的投资回报模式，解决管网投资的可持续性机制问题，并以排水管网串联水环境系统各要素，实现水环境治理长治久清。
（2）构建系统治理理念和方案。以系统治理机制为基础，全程遵循系统治理理念，运用系统方案开展水环境治理。在治理范围方面，打破行政管理区界，由主体统筹单位与各地区、各部门沟通，避免跨区域水环境治理中各自为政的弊端；在治理要素方面，从生态系统整体性和流域系统性出发，以河湖统领、“三水”统筹为目标，对涉水要素进行系统规划，解决涉水要素不协同问题，实现“三水共治”。在系统治理理念指引下，运用“厂网河湖岸”一体化、供排一体化、泥-水一体化及源头控制、过程阻断与末端治理相结合的全过程治理技术方案，变分散治理为系统治理。
（3）加大科技创新力度。将科技创新置于我国水环境综合治理的重要位置，坚持以问题为导向，由实力院校与企业合作，围绕系统规划、治理要素等各层面，针对建设、运维、管理等各方面，共同开展相应技术的集成、优化与创新，构建适应我国国情的水环境治理技术支撑体系。并以科技示范工程为纽带，面向应用打造各要素或系统化治理技术的示范工程，通过在工程实践中不断优化参数与总结经验，以科技示范驱动技术转化，打通科技成果转化的最后一公里，解决技术适用性、有效性与经济性问题。
微信对原文有修改。原文标题：我国城市水环境治理的现状与困境分析；作者：王殿常、赵云鹏、陈亚松、朱向东、朱雅婷、柳蒙蒙；作者单位：中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心、长江经济带生态环境国家工程研究中心、长江生态环保集团有限公司。刊登在《给水排水》2023年第11期。
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